Análise experimental do comportamento dinâmico de mancais radiais hidrodinâmicos de geometria fixa
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Carlos Barreira Martinez
JANES LANDRE JUNIOR
RENATO DE OLIVEIRA ROCHA
JANES LANDRE JUNIOR
RENATO DE OLIVEIRA ROCHA
Resumo
Este trabalho apresenta um estudo experimental da influência de mancais radiais hidrodinâmicos cilíndricos e não cilíndricos sobre o comportamento dinâmico de eixos rotativos. Uma bancada de ensaios de rotores horizontais apoiados em dois mancais radiais hidrodinâmicos, capaz de representar diferentes montagens de rotores, é especialmente fabricada para o desenvolvimento desse estudo. Seis mancais hidrodinâmicos de geometria fixa são selecionados para a avaliação da resposta dinâmica de diferentes configurações derotores. Dois pares de mancais radiais cilíndricos, fabricados por processos de usinagem convencional e por eletro-erosão, e quatro pares de mancais não cilíndricos mancal elítptico (de dois lóbulos ou limão), mancal de dois lóbulos desalinhados (offset), mancal de trêslóbulos e mancal de quatro lóbulos fabricados por meio de usinagem de precisão via eletroerosão, são projetados para o sistema de suporte da bancada de rotores desenvolvida nesse trabalho. A análise comparativa do comportamento dinâmico dos seis mancais é efetuada por meio de ensaios de vibrações realizados em condições de velocidade constante e em aceleração. Espectros de freqüência em velocidade zero, espectros de freqüência em diversas velocidades estacionárias de operação, diagramas cascata (waterfall plots) e diagramas das órbitas de precessão do munhão são obtidos a partir da medição das vibrações em diferentes montagens de rotores horizontais suportados pelos mancais selecionados. Acelerômetros e sensores de proximidade sem contato são utilizados para captar os sinais desejados de vibração sobre os mancais sob diferentes condições de carregamento dinâmico. Além dos espectros de freqüência e das órbitas do munhão, a resposta síncrona ao desbalanceamento dediferentes rotores é determinada para cada tipo de mancal para a faixa de velocidades de rotação de 0 a 10.000 rpm. Uma avaliação preliminar do desgaste por contato dos mancais analisados é efetuada por meio de análise metrológica dimensional antes e após os testes devibração. Os resultados experimentais obtidos permitem a confecção de diversas curvas da resposta dinâmica dos seis mancais analisados, fornecendo subsídios relevantes para a seleção da configuração de mancal radial de geometria fixa mais apropriada para uma dada máquina rotativa. Pela análise comparativa realizada nesse trabalho, a classificação dos mancais analisados baseada na capacidade de atenuar a resposta síncrona ao desbalanceamento de rotores horizontais é dada por: 1) mancal de 2 lóbulos desalinhados (mancal offset); 2) mancal de 3 lóbulos; 3) mancal elíptico; 4) mancal circular de pequena folga radial; 5) mancal circular de grande folga radial; 6) mancal de 4 lóbulos.
Abstract
Assunto
Engenharia mecânica
Palavras-chave
Acelerômetros, Mancais radiais, Hidrodinâmicos cilíndricos